8086微处理器及其系统课件.ppt

8086 8086 微处理器及其系统微处理器及其系统主要内容主要内容主要内容主要内容q8086 8086 8086 8086 微处理器微处理器微处理器微处理器q8086 8086 8086 8086 系统的最小系统的最小系统的最小系统的最小/最大工作方式最大工作方式最大工作方式最大工作方式q8086 8086 8086 8086 存储器存储器存储器存储器8086 8086 微处理器微处理器 80868086是是IntelIntel系列的系列的1616位位微处理器。微处理器。80868086采用采用HMOSHMOS工艺，集成工艺，集成2.92.9万个万个晶体管晶体管，单一的，单一的+5V+5V电源，电源，4040条条引脚，双列直插式引脚，双列直插式封装封装，时钟时钟频率频率510MHz510MHz，最快的指，最快的指令执行令执行时间时间为为0.40.4s s。80868086有有1616根数据线，根数据线，2020根地址线，寻址根地址线，寻址1MB1MB的存储单元和的存储单元和64KB64KB的的I/OI/O端口。端口。u 8086 CPU 8086 CPU的内部结构的内部结构 从功能上讲，可分为两个从功能上讲，可分为两个独立独立部分，部分，并行并行重叠操作。重叠操作。8086 8086 微处理器微处理器uu 总线接口单元总线接口单元总线接口单元总线接口单元 (Bus Interface Unit,BIU)(Bus Interface Unit,BIU)(Bus Interface Unit,BIU)(Bus Interface Unit,BIU)BIUBIU从内存从内存预取指令预取指令送到送到指令队列缓冲器指令队列缓冲器；CPUCPU执行指令时，执行指令时，BIUBIU配合配合EUEU对指令的内存单元或对指令的内存单元或I/OI/O端端口口存取数据存取数据。负责完成负责完成CPUCPU与存储器或与存储器或I/OI/O设备之间的设备之间的数据传送数据传送。即。即8086 8086 微处理器微处理器uu 执行单元执行单元执行单元执行单元 (Execution Unit,EU)(Execution Unit,EU)(Execution Unit,EU)(Execution Unit,EU)负责负责执行指令执行指令，即，即 执行的指令从执行的指令从BIUBIU的指令队列缓冲器中的指令队列缓冲器中取得取得；指令执行的结果或所需要的数据，由指令执行的结果或所需要的数据，由EUEU向向BIUBIU发出发出请求；请求；再由再由BIUBIU对存储器或对存储器或I/OI/O端口进行端口进行存取存取。8086 8086 微处理器微处理器uu 4 4 4 4个个个个16161616位位位位段地址寄存器段地址寄存器段地址寄存器段地址寄存器 代码段代码段寄存器寄存器 (Code Segment)(Code Segment)数据段数据段寄存器寄存器 (Data Segment)(Data Segment)堆栈段堆栈段寄存器寄存器 (Stack Segment)(Stack Segment)附加段附加段寄存器寄存器 (Extra Segment)(Extra Segment)uu 16161616位位位位指令指针寄存器指令指针寄存器指令指针寄存器指令指针寄存器 IP(Instruction Pointer)IP(Instruction Pointer)IP(Instruction Pointer)IP(Instruction Pointer)uu 6 6 6 6字节字节字节字节指令队列缓冲器指令队列缓冲器指令队列缓冲器指令队列缓冲器uu 20202020位位位位地址加法器地址加法器地址加法器地址加法器uu 总线控制器总线控制器总线控制器总线控制器总线接口单元组成总线接口单元组成1.1.指令队列缓冲器指令队列缓冲器用于存放预取的指令。用于存放预取的指令。用于存放预取的指令。用于存放预取的指令。80868086指令队列为指令队列为6 6个个字节。字节。在执行指令的同时，从内存中取下面在执行指令的同时，从内存中取下面1 1条或几条指令，取来的条或几条指令，取来的指令依次放在指令队列中。指令依次放在指令队列中。采用采用“先进先出先进先出”的原则。的原则。“先进先出先进先出”原则：原则：按顺序存放，并按顺序取到按顺序存放，并按顺序取到EUEU中去执行。中去执行。总线接口单元组成总线接口单元组成2.2.地址加法器和段寄存器地址加法器和段寄存器 80868086有有2020根地址线，内部寄存器只有根地址线，内部寄存器只有1616位。位。“段加偏移段加偏移”技术：技术：段寄存器存放确定各段起始地址的16位段地址信息。由IP提供或由EU按寻址方式计算出寻址单元的16位偏移地址,也称为逻辑地址或简称偏移量。将偏移地址与左移4位后的段寄存器内容同时送到地址加法器，相加后形成20位实际地址。逻辑地址逻辑地址15150 0段寄存器段寄存器 000015150 0段地址段地址左移左移4 4位位存储器实际地址存储器实际地址19190 0实际地址实际地址(物理地址物理地址)总线接口单元组成总线接口单元组成3.163.16位指令指针位指令指针(Instruction Pointer,(Instruction Pointer,IP)IP)IPIP中含有中含有BIUBIU要取的下一条指令要取的下一条指令(字节字节)的偏移地址。的偏移地址。IPIP在程序运行中在程序运行中自动加自动加1 1，指向要执行的下一条指令，指向要执行的下一条指令(字节字节)。总线接口单元组成总线接口单元组成uu16161616位算术逻辑单元位算术逻辑单元位算术逻辑单元位算术逻辑单元 (ALU)(ALU)(ALU)(ALU)算术、逻辑运算，计算算术、逻辑运算，计算1616位偏移量位偏移量uu16161616位标志寄存器位标志寄存器位标志寄存器位标志寄存器F F F F CPU CPU的运算状态特征或存放控制标志的运算状态特征或存放控制标志uu数据暂存寄存器数据暂存寄存器数据暂存寄存器数据暂存寄存器 协助协助ALUALU完成运算完成运算uu通用寄存器组通用寄存器组通用寄存器组通用寄存器组 4 4个个1616位数据寄存器，位数据寄存器，4 4个个1616位指针与变址寄存位指针与变址寄存器器uuEUEUEUEU控制电路控制电路控制电路控制电路 控制、定时与状态逻辑电路控制、定时与状态逻辑电路 执行单元组成执行单元组成8086808680868086内部寄存器结构共有内部寄存器结构共有内部寄存器结构共有内部寄存器结构共有13131313个个个个16161616位寄存器和位寄存器和位寄存器和位寄存器和1 1 1 1个个个个只用了只用了只用了只用了9 9 9 9位的位的位的位的16161616位标志寄存器。位标志寄存器。位标志寄存器。位标志寄存器。80868086的寄存器结构的寄存器结构数据寄存器数据寄存器数据寄存器数据寄存器 4 4个个1616位：位：AXAX，BXBX，CXCX，DXDX 8 8个个8 8位：位：AHAH，ALAL；BHBH，BLBL；CHCH，CLCL；DHDH，DLDL 多数多数情况下，用于算术运算或逻辑运算指令中。情况下，用于算术运算或逻辑运算指令中。有些有些指令中，有特定的用途。指令中，有特定的用途。通用寄存器通用寄存器指针寄存器和变址寄存器指针寄存器和变址寄存器指针寄存器和变址寄存器指针寄存器和变址寄存器（1616位，存放偏移地址）位，存放偏移地址）指针寄存器指针寄存器 (P(P组组)：堆栈指针堆栈指针寄存器寄存器SPSP和和基址指针基址指针寄存器寄存器BPBP。当前堆栈段中数据所在的地址。当前堆栈段中数据所在的地址。SP(Stack Pointer)SP(Stack Pointer)：给出给出栈顶栈顶的偏移地址（入栈和的偏移地址（入栈和出栈指令时）。出栈指令时）。BP(Base Pointer)BP(Base Pointer)：存放位于堆栈段中的存放位于堆栈段中的数据区数据区基基地址的偏移地址。地址的偏移地址。通用寄存器通用寄存器 变址寄存器变址寄存器 (I(I组组)源变址源变址寄存器寄存器SISI和和目的变址目的变址寄存器寄存器DIDI。存放当前数据段的偏移地址。存放当前数据段的偏移地址。SI(Source Index)SI(Source Index)：源操作数的偏移地址。源操作数的偏移地址。DI(Destination Index)DI(Destination Index)：目的操作数的偏移地址。目的操作数的偏移地址。通用寄存器通用寄存器寄存器寄存器寄存器寄存器 操作操作操作操作AXAX字乘，字除，字字乘，字除，字I/OI/OALAL字节乘，字节除，字节字节乘，字节除，字节I/OI/O，查表转换，十进制运算查表转换，十进制运算AHAH字节乘，字节除字节乘，字节除BXBX查表转换查表转换CXCX数据串操作，循环数据串操作，循环寄存器寄存器寄存器寄存器 操作操作操作操作CLCL移位，循环移位移位，循环移位DXDX字乘，字除，间字乘，字除，间接接I/OI/OSPSP堆栈操作堆栈操作SISI数据串操作数据串操作DIDI数据串操作数据串操作数据寄存器的隐含使用数据寄存器的隐含使用通用寄存器通用寄存器4 4个个1616位段寄存器位段寄存器CS(Code Segment)CS(Code Segment)：存放代码段的段地址。存放代码段的段地址。SS(Stack Segment)SS(Stack Segment)：存放堆栈段的段地址。存放堆栈段的段地址。DS(Data Segment)DS(Data Segment)：存放数据段的段地址。存放数据段的段地址。ES(Extra Segment)ES(Extra Segment)：存放附加段的段地址，存放附加段的段地址，用于存放处理后用于存放处理后的数据。的数据。段寄存器是为实现段寄存器是为实现“段加偏移段加偏移”寻址基址而设置的。寻址基址而设置的。段寄存器段寄存器8086 CPU8086 CPU有有2020条条地址线，具有寻址地址线，具有寻址1MB1MB存储空间。存储空间。80868086指令中给出的地址码仅有指令中给出的地址码仅有1616位位，指针寄存器和变址寄存器，指针寄存器和变址寄存器也只有也只有1616位位，不能直接寻址不能直接寻址1MB1MB的内存空间。的内存空间。用用8086 CPU8086 CPU内部一组内部一组1616位段寄存器内容作为段地址，再由位段寄存器内容作为段地址，再由段寄存器段寄存器左移左移4 4位形成位形成2020位的段起始地址位的段起始地址，称为，称为段基地址或段基址段基地址或段基址。将将1MB1MB存储空间分成为若干个逻辑段，使每个逻辑段的长度为存储空间分成为若干个逻辑段，使每个逻辑段的长度为64KB64KB。段寄存器段寄存器8086 8086 标志寄存器标志寄存器F F为为1616位位，用了其中，用了其中9 9位。位。6 6个个状态标志位：状态标志位：CFCF，PFPF，AFAF，ZFZF，SFSF，OFOF3 3个个控制标志位：控制标志位：DFDF，IFIF，TFTFOFOF DFDFIFIFTFTFSFSFZFZFAFAFPFPFCFCF0 07 78 81515FLFLFHFH2 24 46 69 910101111溢出标志溢出标志 方向标志方向标志 中断允许标志中断允许标志 跟踪标志跟踪标志进位标志进位标志奇偶标志奇偶标志辅助进位标志辅助进位标志零标志零标志符号标志符号标志标志寄存器标志寄存器状态标志位：状态标志位：反映算术或逻辑运算后结果状态。反映算术或逻辑运算后结果状态。CF(Carry Flag)CF(Carry Flag)：进位进位标志，标志，D0D0位。位。执行结果在执行结果在最高位最高位上产生了一个上产生了一个进位或借位进位或借位，CF=1CF=1；无；无进位或借位，进位或借位，CF=0CF=0。会受会受循环指令影响。循环指令影响。PF(Parity Flag)PF(Parity Flag)：奇偶奇偶性标志，性标志，D2D2位。位。执行结果的执行结果的低低8 8位位中有偶数个中有偶数个”1 1”时，时，PF=1PF=1；否则；否则PF=0PF=0。机。机器中传递信息时，对产生的器中传递信息时，对产生的代码出错情况代码出错情况提供检测条件。提供检测条件。标志寄存器标志寄存器AF(Auxiliary Flag)AF(Auxiliary Flag)：辅助进位辅助进位标志，标志，D4D4位。位。执行结果的执行结果的低低4 4位向高位向高4 4位位有进位或借位时，有进位或借位时，AF=1AF=1；否；否则则AF=0AF=0。一般用在一般用在BCDBCD码运算码运算中。中。ZF(Zero Flag)ZF(Zero Flag)：零零标志，标志，D6D6位。位。如运算结果为如运算结果为零零，ZF=1ZF=1；如运算结果如运算结果不为零不为零，ZF=0ZF=0。标志寄存器标志寄存器SF(Sign Flag)SF(Sign Flag)：符号符号标志，标志，D7D7位。位。如运算结果为如运算结果为负数负数，SF=1SF=1；如运算结果为如运算结果为正数正数，ZF=0ZF=0。OF(Overflow Flag)OF(Overflow Flag)：溢出溢出标志，标志，D11D11位。位。如如带符号数带符号数在进行在进行算术算术运算时产生了运算时产生了溢出溢出，OF=1OF=1；如无溢出，如无溢出，OF=0OF=0。溢出表示运算结果已经超出机器能够表示的数值范围。溢出表示运算结果已经超出机器能够表示的数值范围。标志寄存器标志寄存器控制标志位：控制标志位：控制标志位：控制标志位：控制控制CPUCPU的操作，由的操作，由程序程序设置或清除。设置或清除。DF(Direction Flag)DF(Direction Flag)：方向方向标志，标志，D10D10位。位。控制数据控制数据串操作指令的步进方向串操作指令的步进方向。标志寄存器标志寄存器IF(Interrupt Flag)IF(Interrupt Flag)：中断允许中断允许标志，标志，D9D9位。位。控制控制可屏蔽中断可屏蔽中断。若用指令若用指令STISTI将将IF=1IF=1，允许允许接受外部从接受外部从INTRINTR引脚引脚发来的可发来的可屏蔽中断请求；屏蔽中断请求；若用指令若用指令CLICLI将将IF=0IF=0，禁止禁止接受外部发来的可屏蔽中断请接受外部发来的可屏蔽中断请求。求。IFIF的状态的状态不影响不影响非屏蔽中断非屏蔽中断(NMI)(NMI)请求，请求，也不影响也不影响CPUCPU响应响应内部的中断请求。内部的中断请求。标志寄存器标志寄存器 TF(Trap Flag)TF(Trap Flag)：跟踪跟踪(陷井陷井)标志，标志，D8D8位。位。为为方便调试程序方便调试程序而设置的。而设置的。若若TF=1TF=1，CPUCPU处于处于单步工作单步工作方式；方式；若若TF=0TF=0，正常执行程序。，正常执行程序。标志寄存器标志寄存器时序：时序：三种总线上出现的信息不但有严格的顺序，而且有准确的时间，称为定时或时序定时或时序。时钟：时钟：时钟脉冲发生器产生具有一定频率和占空比的脉冲信号，称之为机器的主脉冲或时钟。主频：主频：时钟的频率，是机器的一个重要指标。时钟周期：时钟周期：主频的倒数，是CPU的基本时间计量单位。也叫一个T周期或T状态，或一个节拍。8086主频为5MHz，则一个时钟周期为200ns。总线周期：总线周期：在取指令和传送数据时，CPU总线接口部件占用的时间称为总线周期或机器周期。总线周期总线周期一个一个最基本最基本的总线周期由的总线周期由4 4个个时钟周期组成：时钟周期组成：用用 T1T1，T2T2，T3T3，T4 T4 表示表示T1T2T3TwT4T1T2T3T4总线周期总线周期TITIT1T2T3TwTwT4总线周期空闲周期总线周期总线周期T1T1状态：状态：CPU往多路复用总线上发送地址信息，选中所要寻址的存储单元或外设端口地址。T2T2状态：状态：CPU从总线上撤销地址，并使总线的低16位浮置成高阻状态，为传送数据作准备。T3T3状态：状态：总线的高4位继续提供状态信息，低16位将出现由CPU写出的数据，或CPU从存储器或者外设端口读入的数据。总线周期总线周期等待状态：等待状态：有些情况下，I/O或M不能及时配合CPU传送数据，在T3状态启动之前它会通过 READY 引脚向CPU发一个“未准备好”信号。CPU在T3状态之后自动插入若干个时钟周期Tw。直至CPU接受到“准备好”信号，自动脱离Tw状态进入T4。T4T4状态：状态：总线周期结束。空闲周期空闲周期T TI I：两个总线周期之间，若干个时钟周期。总线周期总线周期1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151616171718181919202040403939383837373636353534343333323231313030292928282727262625252424232322222121GNDGNDADAD1414ADAD1313 ADAD1212 ADAD1111ADAD1010ADAD9 9ADAD8 8 ADAD7 7ADAD6 6ADAD5 5ADAD4 4ADAD3 3ADAD2 2ADAD1 1ADAD0 0NMINMIINTRINTRCLKCLKGNDGNDVcc(+5V)Vcc(+5V)ADAD1515A A1616/S/S3 3A A1717/S/S4 4A A1818/S/S5 5A A1919/S/S6 68 80 08 86 68086CPU8086CPU引脚特性引脚特性u数据数据/地址、状态地址、状态/地址复用线的特点地址复用线的特点 功能各异：不同控制线具有不同的作用 方向确定：仅为单向输入或输出 电平触发：不同控制线有不同的电平触发方式 VCC +5V GND 地u 控制线的特点控制线的特点u 电源电源线线8086CPU8086CPU引脚特性引脚特性分时总线复用：分时总线复用：同一总线在不同时间传输的是不同的信号，这些信号的同一总线在不同时间传输的是不同的信号，这些信号的作用是不同的。作用是不同的。8086 8086 采用总线分时复用方法在不影响采用总线分时复用方法在不影响CPUCPU功能的情况下，减少了功能的情况下，减少了CPUCPU的引的引脚数目，使系统得到简化。脚数目，使系统得到简化。分时复用分时复用地址地址地址地址/数据总线数据总线数据总线数据总线：ADADADAD15151515ADADADAD0 0 0 0（引脚（引脚（引脚（引脚39,2-1639,2-1639,2-1639,2-16，16161616根）根）根）根）传送地址传送地址时：单向，三态时：单向，三态输出输出 传送数据传送数据时：双向，三态时：双向，三态输入输出输入输出T1T1状态：输出要寻址的存储器或状态：输出要寻址的存储器或I/OI/O端口端口地址地址；T2T2状态：浮置成状态：浮置成高阻高阻状态，为传输数据作准备；状态，为传输数据作准备；T3T3状态：用于传输状态：用于传输数据数据；T4T4状态：状态：结束结束总线周期。总线周期。通过通过分时复用分时复用利用利用4040条引脚实现条引脚实现2020位地址、位地址、1616位数据及众多位数据及众多控制信号和状态信号的传输。控制信号和状态信号的传输。8086CPU8086CPU引脚特性引脚特性分时复用分时复用地址地址地址地址/状态总线状态总线状态总线状态总线：A A A A19191919/S/S/S/S6 6 6 6AAAA16161616/S/S/S/S3 3 3 3（引脚（引脚（引脚（引脚35-3835-3835-3835-38，4 4 4 4根）根）根）根）输出输出，三态。，三态。T1T1状态：输出状态：输出地址地址的最高的最高4 4位；位；T2T4T2T4状态：输出状态：输出状态状态信息。信息。访问存储器访问存储器访问存储器访问存储器：T T1 1状态时输出的状态时输出的A19A16A19A16送到送到锁存器锁存器(8282)(8282)锁存，锁存，与与AD15AD0AD15AD0组成组成2020位的地址信号；位的地址信号；访问访问访问访问I/OI/OI/OI/O端口端口端口端口：不使用不使用这这4 4条引线，条引线，A19A16=0A19A16=0。S6S6为为0 0，80868086当前与总线当前与总线相连相连。S5S5表明中断允许标志位表明中断允许标志位IFIF的当前设置。的当前设置。S4S4和和S3S3指示当前正在使用哪个指示当前正在使用哪个段寄存器段寄存器。8086CPU8086CPU引脚特性引脚特性电源线和地线电源线和地线电源线和地线电源线和地线：3 3 3 3根根根根 1 1个个电源线电源线Vcc(Vcc(引脚引脚40)40)：输入电压：输入电压 +5V+5V 10%10%2 2个个地线地线GND(GND(引脚引脚1,20)1,20)：均接地：均接地8086CPU8086CPU引脚特性引脚特性控制总线控制总线控制总线控制总线：8 8 8 8根根根根a)a)(引脚引脚34)34)：高高8 8位数据总线允许位数据总线允许/状状态态复用复用 三态，三态，输出输出 在总线周期的在总线周期的T T1 1状态时输出，状态时输出，S7S7在在T T2 2T T4 4时输时输出。出。80868086中，当中，当 引脚上输出引脚上输出 信号时，信号时，表示总线高表示总线高8 8位位AD15AD8AD15AD8上的上的数据有效，数据有效，存储体奇库选存储体奇库选择控制择控制。S7S7在在80868086中未被赋予定义。中未被赋予定义。8086CPU8086CPU引脚特性引脚特性b)b)(引脚引脚32)32)：读控制，：读控制，三态，三态，输出，低输出，低有效有效 =0 0时，时，CPUCPU将执行对将执行对M M或或I/OI/O端口的端口的读操作读操作。对内存单元还是对对内存单元还是对I/OI/O端口读取数据，端口读取数据，取决于取决于 (8086)(8086)或或 (8088)(8088)信号。信号。在一个在一个读操作读操作的总线周期中，的总线周期中，信号在信号在T T2 2、T T3 3和和T Tw w状状态均为低电平，以保证态均为低电平，以保证CPUCPU读有效。读有效。8086CPU8086CPU引脚特性引脚特性c)c)(引脚引脚22)22)：“准备好准备好”信号，信号，输入，高输入，高有效有效 由所寻址的由所寻址的M M或端口或端口发出发出READY=READY=1 1时，表示所寻址的时，表示所寻址的M M或或I/OI/O设备已设备已准备就绪准备就绪，马上，马上可进行一次数据传输。可进行一次数据传输。CPUCPU在每个总线周期的在每个总线周期的T3T3状态开始状态开始对对READYREADY信号信号采样采样。READY=READY=0 0，表示，表示M M或或I/OI/O设备尚未准备好，则设备尚未准备好，则CPUCPU在在T3T3状态之状态之后后自动插入一个或几个等待状态自动插入一个或几个等待状态TwTw，直到，直到READY READY 变为高电变为高电平，进入平，进入T4T4状态，完成数据传送过程。状态，完成数据传送过程。8086CPU8086CPU引脚特性引脚特性d)d)(引脚引脚23)23)：等待测试信号，：等待测试信号，输入，低输入，低有效有效当当CPUCPU执行执行WAITWAITWAITWAIT指令指令指令指令时，进入空转等待状态，且每隔时，进入空转等待状态，且每隔5 5个个时钟周期时钟周期对该线的输入进行对该线的输入进行一次测试一次测试；若若 =1 1时，时，CPUCPU将停止取下条指令而将停止取下条指令而继续处于等继续处于等待待状态，重复执行状态，重复执行WAITWAIT指令，直至指令，直至 =0 0时，等时，等待状态待状态结束结束，CPUCPU才继续往下执行被暂停的指令。才继续往下执行被暂停的指令。8086CPU8086CPU引脚特性引脚特性e)e)(引脚引脚18)18)：可可可可屏蔽中断请求，屏蔽中断请求，输入，高有效输入，高有效INTR=INTR=1 1时，表示时，表示外设提出了中断请求外设提出了中断请求，8086/80888086/8088在每个在每个指令周期的指令周期的最后一个最后一个T T状态状态去采样此信号。去采样此信号。若若IF=1IF=1，CPUCPU响应中断，停止执行当前的指令序列，并转响应中断，停止执行当前的指令序列，并转去执行中断服务程序。去执行中断服务程序。8086CPU8086CPU引脚特性引脚特性f)f)(引脚引脚17)17)：非非非非屏蔽中断请求，输入，屏蔽中断请求，输入，上升沿上升沿触发触发此请求此请求不受不受IFIF状态的影响状态的影响，也，也不能用软件屏蔽不能用软件屏蔽，只要此，只要此信号一出现，信号一出现，CPUCPU就会在现行指令结束后引起中断。就会在现行指令结束后引起中断。8086CPU8086CPU引脚特性引脚特性与与8284A8284A（时钟发生（时钟发生/驱动器）的复位驱动器）的复位输出输出端相连端相连;g)g)(引脚引脚21)21)：复位信号，：复位信号，输入，高有效输入，高有效8086 8086 要求复位脉冲宽度要求复位脉冲宽度不得小于不得小于4 4个时钟周期个时钟周期，而，而初次初次接通电接通电源时所引起的复位，则要求维持的高电平源时所引起的复位，则要求维持的高电平不能小于不能小于50s50s；复位后，复位后，CPUCPU的主程序的主程序流程恢复到启动时的循流程恢复到启动时的循环待命初始状态环待命初始状态 。8086CPU8086CPU引脚特性引脚特性h)h)(引脚引脚19)19)：系统时钟，：系统时钟，输入输入通常与通常与通常与通常与8284A8284A8284A8284A时钟发生器的时钟时钟发生器的时钟时钟发生器的时钟时钟发生器的时钟输出输出输出输出端端端端CLKCLKCLKCLK相连，该时钟信相连，该时钟信相连，该时钟信相连，该时钟信号的低号的低号的低号的低/高之比常采用高之比常采用高之比常采用高之比常采用2:1(2:1(2:1(2:1(占空度为占空度为占空度为占空度为1/3)1/3)1/3)1/3)。8086CPU8086CPU引脚特性引脚特性其它控制线其它控制线(引脚引脚24-31)24-31)：8 8个个，80868086工作于工作于最小最小方式，方式，全部控制信号由全部控制信号由CPUCPU本身提供；本身提供；，80868086工作于工作于最大最大方式，方式，控制信号由控制信号由82888288总线控制器提供。总线控制器提供。这些控制线的性能，根据这些控制线的性能，根据方式控制线方式控制线(引脚引脚3333)所处状态而定。所处状态而定。8086CPU8086CPU引脚特性引脚特性 条件条件条件条件 特点特点特点特点 应用应用应用应用 最小工作模式：最小工作模式：控制线控制线 MN/MX=HMN/MX=H最大工作模式：最大工作模式：控制线控制线 MN/MX=LMN/MX=L最小工作模式：最小工作模式：控制线由控制线由CPUCPU自身产生自身产生最大工作模式：最大工作模式：控制线由芯片控制线由芯片82888288产生产生最小工作模式：最小工作模式：硬件简单，用于专用机硬件简单，用于专用机最大工作模式：最大工作模式：硬件复杂，用于系统机硬件复杂，用于系统机8086CPU8086CPU工作方式工作方式 接接电源电压电源电压，系统处于，系统处于最小最小方式，即方式，即单处理器单处理器系系统方式；统方式；时钟信号发生器时钟信号发生器时钟信号发生器时钟信号发生器8284A8284A8284A8284A：外接晶体的基本振荡频率为外接晶体的基本振荡频率为15MHZ,15MHZ,经经8284A8284A三分频后。送给三分频后。送给CPUCPU作系统作系统时钟时钟CLKCLK。8 8 8 8位位位位地址锁存器地址锁存器地址锁存器地址锁存器8282828282828282：锁存后地址信号，在整个周期保持不变。锁存后地址信号，在整个周期保持不变。三态输出的三态输出的三态输出的三态输出的8 8 8 8位位位位数据总线收发器数据总线收发器数据总线收发器数据总线收发器8286828682868286：用于增加系统的驱动能力。用于增加系统的驱动能力。等待状态产生电路等待状态产生电路等待状态产生电路等待状态产生电路：向向8284A8284A的的 RDYRDY端提供一个信号，经端提供一个信号，经同步同步后，后，向向CPUCPU的的READYREADY线发线发“准备就准备就绪绪”信号，通知信号，通知 CPUCPU数据传送已完成数据传送已完成，可退出，可退出当前总线周期。当前总线周期。最小工作方式最小工作方式8284A8284ARDYRDY等待状态产生器收发器收发器82868286（2 2片）片）（可选）（可选）地址锁存器地址锁存器82828282（3 3片）片）27162716EPROMEPROM（2 2）2KX8 2KX8 2KX82KX8MCS-80MCS-80外部设备21422142RAMRAM（4 4）1KX8(2)1KX8(2)1KX8(2)1KX8(2)最小工作方式最小工作方式 接地接地，系统处于，系统处于最大最大方式，含方式，含两个或多个两个或多个处处理器，需解决主处理器和协处理器之间理器，需解决主处理器和协处理器之间协调协调工作，及工作，及总线共总线共享享问题。问题。时钟发生时钟发生时钟发生时钟发生/驱动器驱动器驱动器驱动器8284A8284A8284A8284A：1 1片片8 8 8 8位位位位地址锁存器地址锁存器地址锁存器地址锁存器8282828282828282：3 3 3 3片片片片三态输出的三态输出的三态输出的三态输出的8 8 8 8位位位位数据总线收发器数据总线收发器数据总线收发器数据总线收发器8286828682868286：2 2片片等待状态产生电路等待状态产生电路等待状态产生电路等待状态产生电路：总线控制器总线控制器总线控制器总线控制器8288828882888288：对对CPUCPU发出的控制信号发出的控制信号变换、组合变换、组合，得到对，得到对M M或或I/OI/O的读的读/写信号，对写信号，对82828282和和82868286的控制信号。的控制信号。最大工作方式最大工作方式8284A8284ARDYRDY等待状态产生器收发器收发器82868286（2 2片）片）地址锁存器地址锁存器82828282（3 3片）片）27162716EPROMEPROM（2 2）2KX8 2KX8 2KX82KX8MCS-80MCS-80外部设备21422142RAMRAM（4 4）1KX8(2)1KX8(2)1KX8(2)1KX8(2)总线总线控制器控制器828882881 1最大工作方式最大工作方式80868086存储器组织存储器组织u2020条条ABAB，寻址，寻址1M1M存储空间；存储空间；u按字节组织，每个字节按字节组织，每个字节唯一唯一地址地址;u字节：字节：顺序存放顺序存放u字字：低低位字节放在位字节放在低低地址中地址中 高高位字节放在位字节放在高高地址中地址中u双字：双字：低位字是偏移量低位字是偏移量 高位字是段地址高位字是段地址u规则字：规则字：低低位字节存放在位字节存放在偶数偶数地址地址u非规则字：非规则字：低低位字节存放在位字节存放在奇数奇数地址地址字节字节的存取需要的存取需要1 1个个总线周期。总线周期。8086数数 据据偶数地址奇数地址(a)读偶数地址中的字节(b)读奇数地址中的字节被读字节被读字节忽略8086数数 据据偶数地址奇数地址被读字节被读字节忽略80868086存储器组织存储器组织规则字规则字存取需要存取需要1 1个个总线周期，总线周期，非规则字非规则字存取需要存取需要2 2个个总线周期。总线周期。8086数据偶数地址奇数地址8086数据偶数地址奇数地址数据(c)读偶数地址中的字数据(d)读奇数地址中的字偶数地址奇数地址被读字被读字被读字节被读字节1 1忽略被读字节被读字节2 2忽略80868086存储器组织存储器组织高位高位(奇数奇数)库库512K512K 8 8低位低位(偶数偶数)库库512K512K 8 81MB 1MB 存储空间，分成存储空间，分成2 2个个512 KB512 KB的存储体的存储体(存储库存储库)；低位库：低位库：与数据总线与数据总线 相连，每个地址为相连，每个地址为偶偶数地址。数地址。高位库：高位库：与数据总线与数据总线 相连，每个地址为相连，每个地址为奇奇数地址。数地址。80868086存储器组织存储器组织操作操作使用的数据总线使用的数据总线0 00 0同时读同时读/写高低两个字节写高低两个字节0 01 1只读只读/写奇地址的高位写奇地址的高位1 10 0只读只读/写偶地址的低位写偶地址的低位1 11 1不传送不传送地址总线地址总线 可同时对高、低位库的存储单可同时对高、低位库的存储单元寻址，元寻址，或或 用于用于库的选择库的选择，分别接到库选择端，分别接到库选择端 。80868086存储器组织存储器组织20根地址总线，允许寻址1MB存储空间；IP、SP、SI、DI 都是16位，直接寻址大空间64KB；为寻址1MB存储空间，实行分段管理，每一段最长为64KB。段和段之间关系：连续、分开、部分重叠、完全重叠；存储器分段存储器分段每个段大小可从一个字节开始，任意递增，最多包含64KB长的连续存储单元；每个段的20位起始地址(段基址)，是能被16整除的数，即最后4位为零，可通过程序在段寄存器中装入16位段地址来设置；段地址是20位段基址的前16位。1个程序所用的具体存储空间：1个或多个逻辑段；段基址存在CS、SS、DS、ES中，程序可从中给出的逻辑段中存取代码和数据；段区的分配是由操作系统完成的，系统允许程序员指定。存储器分段存储器分段实际地址实际地址(物理地址物理地址)：CPU对存储器进行访问时的实际寻址所使用的地址，对8086来讲，用20位二进制数或5位十六进制数表示。逻辑地址逻辑地址：程序和指令中表示的一种地址，由段地址和偏移地址两部分组成，用无符号的16位二进制或4位十六进制数表示。段地址段地址：16位段寄存器直接给出的16位地址。偏移地址偏移地址(偏移量或偏移偏移量或偏移)：由指令寻址时的寄存器组合与位移量之和，16位的偏移量。表示所寻址的地址单元距离段起始地址之间的偏移。一个实际地址可对应多个逻辑地址。一个实际地址可对应多个逻辑地址。实际地址和逻辑地址实际地址和逻辑地址8086/8088系统中的堆栈是用段定义语句在存储器中定义的一个堆栈段，如同其它逻辑段，可在1MB的存储空间中浮动。一个系统堆栈数目不受限制，栈长度不超过64KB。堆栈由段寄存器SS和堆栈指针SP来寻址 SS：给出堆栈段的段基址；SP：给定当前栈顶，即指出从堆栈的段基址到栈顶的偏移量。栈顶是堆栈操作的唯一出口，是栈地址较小的一端。堆栈堆栈为加快堆栈操作的速度，均以字为单位进行。AABB889966774455223300113412AABB889966774455223300118899667744552233001110500008105000061050000A10500105021050410506105081050ASPSPSSSS栈顶栈顶栈底栈底栈底栈底10500105021050410506105081050A10500105021050410506105081050ASPSPSSSS栈顶栈顶1234AXAXPUSH AXPUSH AXSPSPSSSS栈底栈底栈顶栈顶1234BXBXPOP BXPOP BXBBAAAXAXPOP AXPOP